WO2019142402A1 - 濾過装置及び中空糸膜の洗浄方法 - Google Patents

濾過装置及び中空糸膜の洗浄方法 Download PDF

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WO2019142402A1
WO2019142402A1 PCT/JP2018/035616 JP2018035616W WO2019142402A1 WO 2019142402 A1 WO2019142402 A1 WO 2019142402A1 JP 2018035616 W JP2018035616 W JP 2018035616W WO 2019142402 A1 WO2019142402 A1 WO 2019142402A1
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WO
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water tank
hollow fiber
heater
membrane module
fiber membrane
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PCT/JP2018/035616
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English (en)
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Inventor
池田　啓一
Original Assignee
住友電気工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • B01D65/06—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration with special washing compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis

Definitions

  • the present disclosure relates to a filtration device and a method of cleaning a hollow fiber membrane.
  • This application claims the priority based on Japanese Patent Application No. 2018-005968 filed on Jan. 17, 2018, and incorporates the entire contents described in the Japanese application.
  • reverse pressure cleaning is known in which the cleaning solution is supplied in the reverse direction to that in the normal filtration operation. Further, as a method of improving the effect of such reverse pressure cleaning, it has been proposed to supply a heated cleaning solution to a filtration membrane (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-192850).
  • a filtration apparatus includes: a water tank for storing a liquid to be treated; and a membrane module disposed in the water tank, having a plurality of hollow fiber membranes aligned in the vertical direction; And a heater disposed below the membrane module.
  • a method of cleaning a hollow fiber membrane includes a water tank storing a liquid to be treated, and a plurality of hollow fiber membranes aligned above and below, wherein the membrane module disposed in the water tank And a heater disposed below the membrane module in the water tank, and a diffusion tube disposed below the membrane module in the water tank.
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a filtration device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the filtration device of FIG.
  • this indication makes it a subject to provide the washing
  • the filtration device can easily restore the filtration capacity even in a low temperature environment.
  • a filtration apparatus includes: a water tank for storing a liquid to be treated; and a membrane module disposed in the water tank, having a plurality of hollow fiber membranes aligned in the vertical direction; And a heater disposed below the membrane module.
  • the said filtration apparatus can heat the washing
  • the heater includes a sealing portion and a heating portion, the sealing portion is disposed to seal an opening at a lower side wall of the water tank, and the heating portion extends from the sealing portion to the lower side of the membrane module It may be arranged. With this configuration, the heater can be pulled out of the opening without removing the membrane module from the water tank. Therefore, maintenance of the heater can be easily performed.
  • the bottom wall of the water tank may be inclined relative to the horizontal. Since the bottom wall of the water tank is inclined relative to the horizontal, it is possible to easily drain the concentrate obtained by concentrating the liquid to be treated by filtration.
  • the membrane module may be suspended and held in the water tank. By suspending and holding the membrane module in the water tank, the membrane module can be prevented from interfering with the heater, and the film module can be installed horizontally even if the bottom wall of the water tank is inclined to the horizontal. can do.
  • An aeration tube may be further disposed below the membrane module in the water tank.
  • the hollow fiber membrane is swung by air bubbles to promote washing, and the convection of the washing liquid heated by the heater is promoted to efficiently wash the washing liquid. It can be heated.
  • the air diffusion pipe may be horizontally disposed through an opening provided at a lower side wall of the water tank. Since the air diffusion pipe can be removed from the water tank while the membrane module is disposed by horizontally arranging the air diffusion pipe through the opening provided in the lower wall of the water tank, maintenance of the air diffusion pipe is easily performed. be able to.
  • a method of cleaning a hollow fiber membrane includes a water tank storing a liquid to be treated, and a plurality of hollow fiber membranes aligned above and below, wherein the membrane module disposed in the water tank And a heater disposed below the membrane module in the water tank, and a diffusion tube disposed below the membrane module in the water tank.
  • the hollow fiber membrane cleaning method includes the step of heating the cleaning liquid with a heater to maintain the cleaning liquid at a constant temperature, so that the hollow fiber of the membrane module is immersed in the heated cleaning liquid even under a low temperature environment.
  • the filtration capacity of the membrane module can be easily recovered.
  • the filtration apparatus includes a water tank 1 for storing a liquid to be treated, a plurality of membrane modules 2 disposed in the water tank 1, a heater 3 disposed below the membrane module 2 in the water tank 1, and And an air diffuser 4 disposed below the membrane module 2.
  • the water tank 1 has a square cylindrical side wall 5 and a bottom wall 6 inclined with respect to the horizontal. Further, the water tank 1 has a heater opening 7 to which the heater 3 is attached and an air diffusion opening 8 to which the air diffuser 4 is attached at the lower part of the side wall 5 on the side where the bottom wall 6 is the highest. At the lower part of the side wall 5 on the side where the bottom wall 6 is the lowest, a discharge nozzle 9 for discharging the liquid to be treated is disposed.
  • a heater nozzle 11 having a heater flange 10 is provided in the heater opening 7.
  • the heater nozzle 11 having the heater flange 10 By providing the heater nozzle 11 having the heater flange 10 in the heater opening 7, the heater 3 can be easily attached and detached.
  • the air diffusion tube opening 8 is provided with an air diffusion tube nozzle 13 having an air diffusion tube flange 12.
  • the lower limit of the inclination angle to the horizontal of the bottom wall 6 is preferably 5 °, more preferably 10 °.
  • the upper limit of the inclination angle with respect to the horizontal of the bottom wall 6 is preferably 30 °, and more preferably 20 °.
  • a plurality of membrane modules 2 are disposed in the water tank 1.
  • Each membrane module 2 has a plurality of hollow fiber membranes 14, a lower holding member 16, an upper holding member 15, and a connecting member 17.
  • the hollow fiber membranes 14 are aligned in the vertical direction to form a plurality of square columnar bundles arranged in a matrix.
  • the upper holding member 15 fixes the upper end of the bundle of hollow fiber membranes 14.
  • the lower holding member 16 fixes the lower end of the bundle of hollow fiber membranes 14.
  • the connecting member 17 connects the upper holding member 15 and the lower holding member 16.
  • the plurality of membrane modules 2 is connected to a liquid collection pipe 18 for collecting the filtrate filtered by the hollow fiber membranes 14 of the respective membrane modules 2. Also, the plurality of membrane modules 2 and the liquid collection tubes 18 are held by the frame 19.
  • the hollow fiber membrane 14 permeates the solvent in the liquid to be treated.
  • the hollow fiber membrane 14 is formed by forming a porous membrane into a tubular shape that prevents permeation of impurities having a predetermined particle size or more contained in the liquid to be treated.
  • a thermoplastic resin as a main component
  • main component means a component with the highest content.
  • thermoplastic resin examples include polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyamide, polyimide, polyetherimide, polystyrene, polysulfone, polyvinyl alcohol, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, cellulose acetate, polyacrylonitrile, A polytetrafluoroethylene (PTFE) etc. are mentioned.
  • PTFE which is excellent in mechanical strength, chemical resistance, heat resistance, weather resistance, nonflammability and the like and is porous is preferable, and uniaxially or biaxially stretched PTFE is more preferable.
  • other polymers, additives such as a lubricant, and the like may be appropriately blended in the material of the hollow fiber membrane 14.
  • the lower limit of the ratio of the average pitch in the short side direction to the average outer diameter of the hollow fiber membrane 14 is preferably 1.
  • the upper limit of the ratio of the average pitch in the short side direction to the average outer diameter of the hollow fiber membrane 14 is preferably 3/2, more preferably 7/5.
  • the ratio of the average pitch in the short side direction to the average outer diameter of the hollow fiber membrane 14 does not reach the above lower limit, the hollow fiber membrane 14 is disposed in a radially crushed state, so that Manufacturing may be difficult.
  • the ratio of the average pitch in the short side direction to the average outer diameter of the hollow fiber membrane 14 exceeds the above-mentioned upper limit, the density of the hollow fiber membrane 14 in the short side direction may be reduced and sufficient filtration efficiency may not be obtained. .
  • the lower limit of the average outer diameter of the hollow fiber membrane 14 is preferably 1 mm, more preferably 1.5 mm, and still more preferably 2 mm.
  • the upper limit of the average outer diameter of the hollow fiber membrane 14 is preferably 6 mm, more preferably 5 mm, and still more preferably 4 mm. If the average outer diameter of the hollow fiber membrane 14 does not reach the above lower limit, the mechanical strength of the hollow fiber membrane 14 may be insufficient. When the average outer diameter of the hollow fiber membrane 14 exceeds the above upper limit, the flexibility of the hollow fiber membrane 14 is insufficient, so that the vibration and oscillation of the hollow fiber membrane 14 due to the contact of air bubbles become insufficient. There is a possibility that the air gap can not be guided to the central portion of the bundle of hollow fiber membranes 14 or the ratio of the surface area to the cross-sectional area of the hollow fiber membranes 14 becomes small to lower the filtration efficiency.
  • the lower limit of the average inner diameter of the hollow fiber membrane 14 is preferably 0.3 mm, more preferably 0.5 mm, and still more preferably 0.9 mm.
  • the upper limit of the average inner diameter of the hollow fiber membrane 14 is preferably 4 mm, more preferably 3 mm.
  • the pressure loss when discharging the treated liquid in the hollow fiber membrane 14 may be large.
  • the average inner diameter of the hollow fiber membrane 14 exceeds the above-mentioned upper limit, the thickness of the hollow fiber membrane 14 may be reduced, and the mechanical strength and the permeation prevention effect of impurities may be insufficient.
  • the lower limit of the ratio of the average inner diameter to the average outer diameter of the hollow fiber membrane 14 is preferably 3/10, more preferably 2/5.
  • the upper limit of the ratio of the average inner diameter to the average outer diameter of the hollow fiber membrane 14 is preferably 4/5, more preferably 3/5.
  • the thickness of the hollow fiber membrane 14 may be larger than necessary, and the liquid permeability of the hollow fiber membrane 14 may be reduced.
  • the ratio of the average inner diameter to the average outer diameter of the hollow fiber membrane 14 exceeds the above upper limit, the thickness of the hollow fiber membrane 14 may be reduced, and the mechanical strength and the permeation prevention effect of impurities may be insufficient.
  • the upper holding member 15 has a casing which is open at the lower side and into which upper end portions of the plurality of hollow fiber membranes 14 are inserted from the lower side.
  • a resin composition is filled between the inner surface of the side wall of the casing and the outer peripheral surface of the hollow fiber membrane 14 so as to leave an internal space communicating with the liquid collection pipe 18. More specifically, a bundle in which the upper end portions of the plurality of hollow fiber membranes 14 are bonded in advance by the resin composition is inserted into the casing, and the resin composition is further interposed between the resin compositions and between the resin composition and the inner wall of the casing.
  • the hollow fiber membrane 14 is fixed to the casing by being filled with a substance.
  • PTFE polyvinyl chloride
  • polyethylene polyethylene
  • ABS resin polystyrene resin
  • the resin composition to be filled may have high adhesiveness to the hollow fiber membrane 14 and the casing and may be curable in the casing.
  • PTFE the main component of the hollow fiber membrane 14
  • epoxy resin and polyurethane having high adhesiveness to PTFE and capable of reliably preventing the hollow fiber membrane 14 from falling off are used as the main component of the resin composition.
  • the space between the hollow fiber membrane 14 and the casing can be airtightly sealed, and the non-filtered treated liquid is mixed in with the filtered treated liquid from the outside Can be prevented.
  • the lower holding member 16 has a casing which is open at the upper side and into which lower end portions of the plurality of hollow fiber membranes 14 are inserted from the upper side.
  • the lower holding member 16 is filled with a resin composition between the casing and the plurality of hollow fiber membranes 14 and between the plurality of hollow fiber membranes 14.
  • the lower holding member 16 can be configured such that the upper holding member 15 is turned upside down.
  • the material of the lower holding member 16 is the same as the material of the upper holding member 15. Further, the lower holding member 16 having no function of discharging the treated liquid does not form an internal space in the casing, and holds the lower end of the hollow fiber membrane 14 in such a way as to close the opening of the hollow fiber membrane 14 You may
  • the connecting member 17 connects the upper holding member 15 and the lower holding member 16 which are vertically opposed to each other, so that the hollow fiber membrane 14 is not subjected to the load of the lower holding member 16. Further, since the connecting member 17 integrates the opposing upper and lower holding members 15 and 16 and the bundle of hollow fiber membranes 14 disposed therebetween, the handling (transport, installation, replacement, etc.) ) Will be easier.
  • connecting member 17 for example, a support rod made of metal, a casing (outer cylinder) made of resin, or the like can be used.
  • the liquid collection pipe 18 has a plurality of branch pipes 20 extending to the upper holding members 15 and a collecting pipe 21 for collecting the filtrate from each branch pipe 20 and discharging it out of the water tank 1.
  • the collecting pipe 21 is held by the frame 19. Further, the branch pipe 20 holds the upper holding member 15, and in turn, the hollow fiber membrane 14, the connecting member 17 and the lower holding member 16.
  • a suction pump (not shown) is connected to a pipe connected to the liquid collection pipe 18.
  • the filtrate is obtained by permeating the liquid to be treated from the outside of the hollow fiber membrane 14 to the lumen.
  • the suction pump drains the filtrate out of the water tank 1 through the liquid collection pipe 18.
  • the frame 19 holds the collection tube 18 as described above. Furthermore, by positioning the lower holding member 16 in the horizontal direction, the frame 19 holds the bundle of hollow fiber membranes 14 so as to extend in parallel and in the vertical direction.
  • the frame 19 has a support 22 mounted on the upper edge of the side wall 5 of the water tank 1 at the upper end. For this reason, the plurality of membrane modules 2 are suspended and held in the water tank 1. That is, the membrane module 2 is supported in the liquid to be treated in the water tank 1 without contacting the bottom wall 6 of the water tank 1. Thus, the membrane module 2 is held so as not to interfere with the heater 3 and the air diffuser 4.
  • the heater 3 has a sealing portion 23 and a heating portion 24.
  • the sealing portion 23 seals the heater opening 7 of the water tank 1 and fixes the heater 3 to the heater opening 7.
  • the heat generating portion 24 extends from the sealing portion 23 to the inside of the water tank 1 and generates heat to heat the cleaning liquid stored in the water tank 1.
  • the heater 3 includes the sealing portion 23 which can be attached to and detached from the heater opening 7 of the water tank 1 and the heat generating portion 24 disposed in the water tank 1, thereby keeping the membrane module 2 in the water tank 1. Can be removed from the water tank 1. Therefore, maintenance of the heater 3 can be easily performed.
  • the heaters 3 are preferably disposed directly under the bundle of hollow fiber membranes 14 of the membrane module 2. That is, the filtration device preferably includes the same number of heaters 3 as the number of rows of the bundle of hollow fiber membranes 14. If the heaters 3 are respectively disposed immediately below the bundle of hollow fiber membranes 14, the hollow fiber membranes 14 can be brought into contact with the efficiently heated cleaning liquid by the convection of the heated cleaning liquid.
  • the sealing portion 23 seals the heater opening 7 of the water tank 1 and fixes the heater 3 to the heater opening 7.
  • the sealing portion 23 of the present embodiment has a heater fixing flange 25 attached to the heater flange 10.
  • the heater fixing flange 25 is attached to the heater flange 10 by bolts and nuts. Further, a packing for sealing a gap may be inserted between the heater fixing flange 25 and the heater flange 10.
  • the heat generating portion 24 is preferably in the shape of a rod extending linearly and horizontally into the water tank 1. In addition, it is preferable that the heat generating portion 24 have a circular cross section so that the solid content in the liquid to be treated does not easily adhere to the surface thereof.
  • the length of the heat generating portion 24 is preferably slightly smaller than the width of the heat generating portion 24 of the water tank 1 in the extending direction in order to uniformly heat the cleaning liquid stored in the water tank 1.
  • the heat generating portion 24 can be, for example, an electric heater in which a heat generating resistor is disposed in a protective tube (sheath). Since the heat generating portion 24 has a protective tube, maintenance for removing the solid content that has become stuck becomes easier.
  • a commercially available flange heater can be used as the heater 3 having the sealing portion 23 and the heat generating portion 24 as described above.
  • the aeration pipe 4 has a plurality of air-blowing pores that discharge air to generate air bubbles. Furthermore, the air diffusion tube 4 has a pipe 26 and an air diffusion tube fixing flange 27.
  • the pipe 26 penetrates the aeration tube opening 8 and extends horizontally in the row direction of the bundle of hollow fiber membranes 14 of the membrane module 2.
  • the air diffusion fixing flange 27 is attached to the air diffusion flange 12 to seal the air diffusion opening 8.
  • the material of the air diffuser 4 is preferably, for example, stainless steel, polypropylene, heat-resistant vinyl chloride or the like. Since these are excellent in heat resistance, they are not easily deteriorated by heat generated by the heater 3 and have chemical resistance, so they are not easily deteriorated by the cleaning liquid.
  • the air diffusion pipe 4 supplies air bubbles to the hollow fiber membrane 14 of the membrane module 2 from below.
  • the hollow fiber membrane By swinging the hollow fiber membrane with air bubbles, it is possible to prevent the impurities in the liquid to be treated from adhering to the hollow fiber membrane 14 and blocking.
  • the air diffusion tube 4 supplies air bubbles from below to the hollow fiber membrane 14 of the membrane module 2 when the filtration device is cleaned. By swinging the hollow fiber membrane with air bubbles, the effect of removing the impurities attached to the hollow fiber membrane 14 is promoted.
  • the aeration pipe 4 may be disposed in line with the heater 3 in the horizontal direction in order to reduce the height of the water tank 1, but is preferably disposed below the heater 3, particularly directly below the heat generating portion 24 of the heater 3. It is preferable to arrange in. By arranging the air diffusion pipe 4 below the heater 3, the convection of the cleaning liquid heated by the heater 3 can be promoted to enhance the cleaning effect. Further, by disposing the aeration pipe 4 below the heater 3, air bubbles are brought into contact with the heat generating portion 24 to suppress adhesion of impurities in the cleaning liquid to the heat generating portion 24, and heating efficiency of the cleaning liquid by the heater 3 The effect of suppressing the decrease can also be obtained. If the air diffuser 4 is disposed immediately below the heat generating portion 24 of the heater 3, these effects can be further enhanced.
  • cleaning of the hollow fiber membrane 14 can be performed by the washing
  • the hollow fiber membrane cleaning method comprises the steps of: discharging the treatment liquid from the water tank 1 (treatment liquid discharge step); supplying the washing liquid to the water tank 1 (washing liquid supply step); and heating the washing liquid by the heater 3 It is possible to carry out by a method including the following steps (cleaning liquid heating step), discharging the cleaning liquid from the water tank 1 (cleaning liquid discharging step), and discharging the cleaning liquid remaining in the membrane module 2 (rinsing step).
  • cleaning liquid supply process In the cleaning liquid supply step, the cleaning liquid is supplied to the water tank 1 to immerse at least the hollow fiber membranes 14 of the membrane module 2 in the cleaning liquid.
  • the cleaning solution may be supplied directly to the water tank 1, but may be supplied through the liquid collection pipe 18 and thus through the hollow fiber membrane 14 using a pressure pump. That is, the washing solution may be supplied to the water tank 1 by back pressure washing the hollow fiber membrane 14.
  • the cleaning solution can be selected according to the type of hollow fiber membrane 14 and the type of impurities of the liquid to be treated attached to hollow fiber membrane 14, and the like.
  • Examples include acids, alkalis, oxidizing agents, reducing agents, chelating agents, Surfactant etc. can be mentioned.
  • As the acid hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, citric acid, oxalic acid and the like are preferable.
  • As the alkali sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like are preferable.
  • As the oxidizing agent sodium hypochlorite, chlorine dioxide, hydrogen peroxide, chloramine and the like are preferable.
  • As the reducing agent sodium bisulfite, sodium thiosulfate, sodium sulfite and the like are preferable.
  • the cleaning liquid heating step the cleaning liquid is heated by the heater 3 to promote the dissolution or peeling of the impurities attached to the outer surface of the hollow fiber membrane 14 and the inside of the membrane by the cleaning liquid.
  • air bubbles may be supplied from the air diffusion pipe 4 into the water tank 1.
  • the convection of the heated cleaning solution can be accelerated to promote the cleaning of the hollow fiber membrane 14.
  • the air bubbles released from the air diffusion tube 4 accelerate the peeling of the deposit by swinging the hollow fiber membrane 14 and help recovery of the filtration ability of the hollow fiber membrane 14.
  • the air bubbles released from the air diffusion pipe 4 come in contact with the surface of the heater 3, it is possible to suppress the adhesion of impurities to the surface of the heater 3 and maintain the ability to heat.
  • the effective chlorine in the cleaning liquid may be vaporized by supplying air bubbles from the aeration pipe 4, and the cleaning effect may be deteriorated.
  • the surfactant is contained in the component in the cleaning liquid, when air bubbles are supplied from the aeration pipe 4, a large amount of bubbles derived from the surfactant may be generated, and the cleaning liquid may overflow from the upper part of the water tank 1
  • the bubbles are supplied intermittently, not constantly or continuously.
  • the heating temperature (holding temperature) of the cleaning solution is set in consideration of the heat resistance temperature of each component of the membrane module 2 and the like, and can be, for example, 20 ° C. or more and 50 ° C. or less.
  • a temperature detector (not shown) is installed in the water tank 1, and the heater 3 is turned ON / OFF based on the difference between the detection temperature of the temperature detector and the set temperature.
  • the control method and the PID control method are preferable.
  • the heating time (temperature holding time) of the washing solution may be selected so as to sufficiently recover the filtration capacity of the hollow fiber membrane 14, and can be, for example, 1 hour or more and 24 hours or less.
  • cleaning solution discharge process In the cleaning solution discharging process, the used cleaning solution stored in the water tank 1 is discharged from the discharging nozzle 9 after the cleaning solution heating process is completed. At this time, since the bottom wall 6 is inclined with respect to the horizontal, even if the solid content in the used cleaning solution in the lower part of the water tank 1 is precipitated, the used cleaning solution can be smoothly discharged.
  • the membrane module 2 is backwashed with the clear liquid using a pressure pump to wash away the cleaning solution remaining on the outer surface and the inside of the hollow fiber membrane 14 and discharged from the discharge nozzle 9.
  • the clear liquid used for reverse pressure washing does not contain any impurities that clog the membrane, and for example, tap water, industrial water, filtrate during filtration operation, etc. can be used.
  • the filtration device can heat the cleaning liquid stored in the water tank 1 by providing the heater 3 disposed below the membrane module 2 in the water tank 1. Thereby, even under a low temperature environment, the plurality of hollow fiber membranes 14 can be immersed in the heated cleaning liquid to be efficiently cleaned, and the filtration capacity can be recovered. That is, the hollow fiber membrane cleaning method can efficiently clean the hollow fiber membrane 14.
  • the sealing portion of the heater is, in addition to the flange as in the above embodiment, other known connections used for connection of pipelines and sealing of openings such as tanks, such as ferrules, screws, cam locks, etc. It may have a structure.
  • the opening of the water tank may be provided with a configuration that can be airtightly connected to the sealing portion in accordance with the structure of the sealing portion of the heater.
  • the sealing portion of the heater is a flange as in the above embodiment
  • the opening of the water tank may be provided with a pad flange without a nozzle, a flange with a stud, and the like.
  • the membrane module may be suspended in the water tank regardless of the frame, for example by a water collection pipe or a pipe extending from the water collection pipe.
  • the filtration device may have a configuration in which the water tank holds the membrane module in a suspended state.
  • the heater may not penetrate the side wall of the water tank.
  • the heater may be disposed below the membrane module in the water tank by being attached to a frame or the like.
  • one or more pairs of heaters may be respectively attached to opposite side walls of the water tank so as to be in a butt state.
  • the air diffuser is not an essential component.
  • the aeration tube may not penetrate the side wall of the water tank.
  • the air diffuser may be disposed below the membrane module in the water tank.
  • a cleaning solution which has been heated in advance may be supplied.
  • the washing effect can be further improved by supplying a heated washing solution.

Abstract

被処理液を貯留する水槽と、上下に引き揃えられた複数本の中空糸膜を有し、上記水槽内に配置された膜モジュールと、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置されたヒーターとを備える濾過装置。上記ヒーターが封止部と発熱部とを備え、上記封止部は上記水槽の側壁下部の開口を封止するように配置され、上記発熱部は上記封止部から前記膜モジュール下方に延在して配置されているとよい。

Description

濾過装置及び中空糸膜の洗浄方法
　本開示は、濾過装置及び中空糸膜の洗浄方法に関する。
　本出願は、２０１８年１月１７日出願の日本出願第２０１８－００５９６８号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　濾過膜の洗浄方法としては、通常の濾過運転時とは逆方向に洗浄液を供給する逆圧洗浄が知られている。また、このような逆圧洗浄の効果を向上する方法として、加温した洗浄液を濾過膜に供給することが提案されている（特開平１０－１９２８５０号公報参照）。
特開平１０－１９２８５０号公報
　本開示の一態様に係る濾過装置は、被処理液を貯留する水槽と、上下に引き揃えられた複数本の中空糸膜を有し、上記水槽内に配置された膜モジュールと、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置されたヒーターとを備える。
　本開示の別の態様に係る中空糸膜の洗浄方法は、被処理液を貯留する水槽と、上下に引き揃えられた複数本の中空糸膜を有し、上記水槽内に配置された膜モジュールと、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置されたヒーターと、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置された散気管とを備える濾過装置の上記中空糸膜を洗浄する方法であって、洗浄液を上記水槽内に供給する工程と、上記散気管から気泡を発生させて上記洗浄液を対流しつつ、上記洗浄液を上記ヒーターで加温して上記洗浄液を一定の温度に保持する工程とを備える。
図１は、本開示の一実施形態の濾過装置の模式的長手方向断面図である。 図２は、図１の濾過装置の模式的短手方向断面図である。
［本開示が解決しようとする課題］
　濾過膜により液体中の不純物を分離する各種の濾過装置が広く用いられている。このような濾過装置では、濾過膜に不純物が付着して濾過能力が低下する。このため、時折洗浄液を用いて濾過膜に付着した不純物を除去することによって、濾過能力を回復する操作が行われる。
　特許文献１に記載されているような、加温した洗浄液によって逆圧洗浄を行っても、十分に濾過膜に付着した不純物を除去することができない場合がある。この場合、濾過膜を洗浄液中に浸漬した状態で保持することで、時間を掛けて濾過膜の濾過能力を回復する方法が採用される。しかしながら、例えば冬期等、濾過装置の雰囲気温度が低いときには、洗浄液の温度が低下して、濾過膜を洗浄する効果が低下することがある。
　そこで、本開示は、低温環境下でも濾過能力を容易に回復することができる濾過装置及び中空糸膜の洗浄方法を提供することを課題とする。
［本開示の効果］
　本開示の一態様に係る濾過装置は、低温環境下でも濾過能力を容易に回復することができる。
［本開示の実施形態の説明］
　本開示の一態様に係る濾過装置は、被処理液を貯留する水槽と、上下に引き揃えられた複数本の中空糸膜を有し、上記水槽内に配置された膜モジュールと、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置されたヒーターとを備える。
　当該濾過装置は、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置されたヒーターを備えることによって、水槽中に貯留された洗浄液を加温することができる。これにより、低温環境下でも、上記複数本の中空糸膜を加温した洗浄液に浸漬して効率よく洗浄することができ、濾過能力を回復することができる。
　上記ヒーターが封止部と発熱部とを備え、上記封止部は上記水槽の側壁下部の開口を封止するように配置され、上記発熱部が上記封止部から前記膜モジュール下方に延在して配置されてもよい。このような構成とすることによって、膜モジュールを水槽から取り出さなくとも開口部からヒーターを引き出すことができる。したがって、ヒーターのメンテナンスを容易に行うことができる。
　上記水槽の底壁が水平に対して傾斜していてもよい。水槽の底壁が水平に対して傾斜していることによって、濾過により被処理液を濃縮した濃縮液を容易に排出することができる。
　上記膜モジュールが吊り下げられて上記水槽内に保持されてもよい。膜モジュールを吊り下げて上記水槽内に保持することによって、膜モジュールがヒーターに干渉しないようにすることができ、水槽の底壁が水平に対して傾斜している場合でも膜モジュールを水平に設置することができる。
　上記水槽内の上記膜モジュールの下方にさらに散気管が配置されてもよい。水槽内の膜モジュールの下方にさらに散気管を配置することによって、中空糸膜を気泡により揺動させて洗浄を促進すると共に、ヒーターによって加温された洗浄液の対流を促進して洗浄液を効率よく加温することができる。
　上記散気管が上記水槽の側壁下部に設けられた開口を貫通して水平に配置されてもよい。散気管が水槽の側壁下部に設けられた開口を貫通して水平に配置されていることによって、膜モジュールを配置したまま散気管を水槽から取り外すことができるので、散気管のメンテナンスを容易に行うことができる。
　本開示の別の態様に係る中空糸膜の洗浄方法は、被処理液を貯留する水槽と、上下に引き揃えられた複数本の中空糸膜を有し、上記水槽内に配置された膜モジュールと、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置されたヒーターと、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置された散気管とを備える濾過装置の上記中空糸膜を洗浄する方法であって、上記洗浄液を上記水槽内に供給する工程と、上記散気管から気泡を発生させて上記洗浄液を対流しつつ、上記洗浄液を上記ヒーターで加温して上記洗浄液を一定の温度に保持する工程とを備える。
　当該中空糸膜の洗浄方法は、洗浄液をヒーターで加温して洗浄液を一定の温度に保持する工程を備えることによって、低温環境下でも、膜モジュールの中空糸膜を加温した洗浄液に浸漬して効率よく洗浄することができ、膜モジュールの濾過能力を容易に回復することができる。
［本開示の実施形態の詳細］
　以下、本開示に係る濾過装置の各実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
　図１及び図２に、本開示の一実施形態に係る濾過装置の構成を示す。当該濾過装置は、被処理液を貯留する水槽１と、水槽１内に配置された複数の膜モジュール２と、水槽１内の膜モジュール２の下方に配置されたヒーター３と、水槽１内の膜モジュール２の下方に配置された散気管４とを備える。
＜水槽＞
　水槽１は、四角筒状の側壁５と、水平に対して傾斜した底壁６とを有する。また、水槽１は、底壁６が最も高くなる側の側壁５の下部に、ヒーター３が取り付けられるヒーター用開口７及び散気管４が取り付けられる散気管用開口８を有する。底壁６が最も低くなる側の側壁５の下部に、被処理液を排出するための排出ノズル９が配設されている。
　ヒーター用開口７にはヒーター用フランジ１０を有するヒーター用ノズル１１が設けられている。ヒーター用開口７にヒーター用フランジ１０を有するヒーター用ノズル１１を設けることによって、ヒーター３の着脱が容易となる。同様に、散気管用開口８には、散気管用フランジ１２を有する散気管用ノズル１３が設けられている。
　水槽１の底壁６が水平に対して傾斜しているので、濃縮された被処理液を排出ノズル９から容易に排出することができる。底壁６の水平に対する傾斜角度の下限としては５°が好ましく、１０°がより好ましい。底壁６の水平に対する傾斜角度の上限としては３０°が好ましく、２０°がより好ましい。底壁６の水平に対する傾斜角度が上記下限に満たない場合、被処理液の排出を十分に促進できないおそれがある。底壁６の水平に対する傾斜角度が上記上限を超える場合、水槽１の高さが不必要に大きくなることで膜モジュール２のメンテナンス等が煩雑となるおそれがある。
＜膜モジュール＞
　水槽１には複数の膜モジュール２が配置されている。それぞれの膜モジュール２は、複数本の中空糸膜１４と、下側保持部材１６と、上側保持部材１５と、連結部材１７とを有する。中空糸膜１４は、上下方向に引き揃えられ、行列状に並んだ複数の四角柱状の束を形成する。上側保持部材１５は、中空糸膜１４の束の上端を固定する。下側保持部材１６は、中空糸膜１４の束の下端を固定する。連結部材１７は、上側保持部材１５と下側保持部材１６を接続する。複数の膜モジュール２には、各膜モジュール２の中空糸膜１４により濾過された濾過液を集める集液管１８が接続されている。また、複数の膜モジュール２及び集液管１８は、フレーム１９によって保持されている。
（中空糸膜）
　中空糸膜１４は、被処理液中の溶媒を透過させる。また、中空糸膜１４は、被処理液に含まれる一定粒径以上の不純物の透過を阻止する多孔性の膜を管状に成形したものである。中空糸膜１４には、例えば熱可塑性樹脂を主成分とするものを用いることができる。ここで、「主成分」とは、最も含有量の多い成分を意味する。
　熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン－ビニルアルコール共重合体、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ポリサルホン、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられる。これらの中でも機械的強度、耐薬品性、耐熱性、耐候性、不燃性等に優れ、多孔質性であるＰＴＦＥが好ましく、１軸又は２軸延伸したＰＴＦＥがより好ましい。なお、中空糸膜１４の材料には、他のポリマー、潤滑剤などの添加剤等が適宜配合されていてもよい。
　中空糸膜１４の平均外径に対する短辺方向の平均ピッチの比の下限としては、１が好ましい。中空糸膜１４の平均外径に対する短辺方向の平均ピッチの比の上限としては、３／２が好ましく、７／５がより好ましい。中空糸膜１４の平均外径に対する短辺方向の平均ピッチの比が上記下限に満たない場合、中空糸膜１４が径方向に押し潰された状態で配置されることになるので膜モジュール２の製造が困難となるおそれがある。中空糸膜１４の平均外径に対する短辺方向の平均ピッチの比が上記上限を超える場合、短辺方向の中空糸膜１４の密度が小さくなることによって十分な濾過効率が得られないおそれがある。
　中空糸膜１４の平均外径の下限としては、１ｍｍが好ましく、１．５ｍｍがより好ましく、２ｍｍがさらに好ましい。中空糸膜１４の平均外径の上限としては、６ｍｍが好ましく、５ｍｍがより好ましく、４ｍｍがさらに好ましい。中空糸膜１４の平均外径が上記下限に満たない場合、中空糸膜１４の機械的強度が不十分となるおそれがある。中空糸膜１４の平均外径が上記上限を超える場合、中空糸膜１４の可撓性が不足することにより気泡の接触による中空糸膜１４の振動及び搖動が不十分となり、中空糸膜１４間の隙間を拡げて気泡を中空糸膜１４の束の中心部まで案内することができないおそれや、中空糸膜１４の断面積に対する表面積の比が小さくなって濾過効率が低下するおそれがある。
　中空糸膜１４の平均内径の下限としては、０．３ｍｍが好ましく、０．５ｍｍがより好ましく、０．９ｍｍがさらに好ましい。中空糸膜１４の平均内径の上限としては、４ｍｍが好ましく、３ｍｍがより好ましい。中空糸膜１４の平均内径が上記下限に満たない場合、中空糸膜１４内の処理済液を排出するときの圧損が大きくなるおそれがある。中空糸膜１４の平均内径が上記上限を超える場合、中空糸膜１４の厚さが小さくなって機械的強度及び不純物の透過阻止効果が不十分となるおそれがある。
　中空糸膜１４の平均外径に対する平均内径の比の下限としては、３／１０が好ましく、２／５がより好ましい。中空糸膜１４の平均外径に対する平均内径の比の上限としては、４／５が好ましく、３／５がより好ましい。中空糸膜１４の平均外径に対する平均内径の比が上記下限に満たない場合、中空糸膜１４の厚さが必要以上に大きくなって中空糸膜１４の透液性が低下するおそれがある。中空糸膜１４の平均外径に対する平均内径の比が上記上限を超える場合、中空糸膜１４の厚さが小さくなって機械的強度及び不純物の透過阻止効果が不十分となるおそれがある。
（上側保持部材）
　上側保持部材１５は、下方が開放され、下側から複数本の中空糸膜１４の上端部分が挿入されるケーシングを有する。集液管１８に連通する内部空間を残すようにして、このケーシングの側壁内面と中空糸膜１４の外周面との間に、樹脂組成物が充填されている。より詳しく説明すると、複数本の中空糸膜１４の上端部分を予め樹脂組成物によって接着した束がケーシングに挿入され、樹脂組成物の間及び樹脂組成物とケーシングの内壁との間へさらに樹脂組成物が充填されることにより、中空糸膜１４がケーシングに固定されている。
　ケーシングの材質の主成分としては、例えばＰＴＦＥ、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ＡＢＳ樹脂等が挙げられる。
　充填される樹脂組成物は、中空糸膜１４及びケーシングに対して高い接着性を有し、ケーシング内で硬化できるものであればよい。特に中空糸膜１４の主成分としてＰＴＦＥを用いる場合、樹脂組成物の主成分としては、ＰＴＦＥに対して高い接着性を有し、中空糸膜１４の脱落を確実に防止できるエポキシ樹脂及びポリウレタンが好ましい。ケーシングに樹脂組成物を充填することにより、中空糸膜１４とケーシングとの間の空間を気密に封止することができ、濾過された処理済液に濾過されていない被処理液が外部から混入することを防止できる。
（下側保持部材）
　下側保持部材１６は、上方が開放され、上側から複数本の中空糸膜１４の下端部分が挿入されるケーシングを有する。また、下側保持部材１６は、ケーシングと複数本の中空糸膜１４との間及び複数本の中空糸膜１４間に樹脂組成物が充填されている。
　下側保持部材１６は、上側保持部材１５を上下反転した構成とすることができる。下側保持部材１６の材質は、上側保持部材１５の材質と同様である。また、処理済液を排出する機能を有しない下側保持部材１６は、ケーシング内に内部空間を形成せず、中空糸膜１４の開口を閉塞するような方法で中空糸膜１４の下端を保持してもよい。
（連結部材）
　連結部材１７は、上下に対向する上側保持部材１５と下側保持部材１６とを連結して、中空糸膜１４に下側保持部材１６の荷重が加わらないようにする。また、連結部材１７は、対向する上側保持部材１５及び下側保持部材１６並びにこれらの間に配設された中空糸膜１４の束を一体化するので、これらの取り扱い（運搬、設置、交換等）が容易になる。
　連結部材１７としては、例えば金属製の支持棒や、樹脂製のケーシング（外筒）等を用いることができる。
（集液管）
　集液管１８は、各上側保持部材１５に延びる複数の分岐管２０と、各分岐管２０からの濾過液をまとめて水槽１外へ排出するための集合管２１とを有する。
　集合管２１はフレーム１９に保持されている。また、分岐管２０は、上側保持部材１５、ひいては中空糸膜１４、連結部材１７及び下側保持部材１６を保持する。
　集液管１８に接続される管路には、吸引ポンプ（図示していない）が接続されている。濾過液は被処理液を中空糸膜１４の外側から内腔部へと透過させることで得られる。吸引ポンプは、濾過液を水槽１外に集液管１８を介して排出する。
（フレーム）
　フレーム１９は、上述のように集液管１８を保持する。さらに、フレーム１９は、下側保持部材１６を水平方向に位置決めすることにより、中空糸膜１４の束を互いに平行で鉛直方向に延びるよう保持する。
　フレーム１９は、上端に水槽１の側壁５の上縁に載置された支持部２２を有する。このため、複数の膜モジュール２が吊り下げられて水槽１内に保持されている。つまり、膜モジュール２は、水槽１の底壁６に当接することなく、水槽１内の被処理液中で支持されている。これにより、膜モジュール２は、ヒーター３及び散気管４に干渉しないように保持されている。
＜ヒーター＞
　ヒーター３は、封止部２３と発熱部２４とを有する。封止部２３は、水槽１のヒーター用開口７を封止すると共に、ヒーター３をヒーター用開口７に固定する。発熱部２４は、封止部２３から水槽１の内部に延び、発熱して水槽１に貯留された洗浄液を加温する。ヒーター３が水槽１のヒーター用開口７に着脱可能な封止部２３と水槽１の中に配置された発熱部２４とを有することによって、膜モジュール２を水槽１の中に配置したままヒーター３を水槽１から取り外すことができる。したがって、ヒーター３のメンテナンスを容易に行うことができる。
　ヒーター３は、図２に示すように、膜モジュール２の中空糸膜１４の束の列の直下にそれぞれ配置されることが好ましい。つまり、当該濾過装置は、中空糸膜１４の束の列数と同じ数のヒーター３を備えることが好ましい。中空糸膜１４の束の列の直下にそれぞれヒーター３を配置すれば、加温した洗浄液の対流によって中空糸膜１４を効率よく加温した洗浄液に接触させることができる。
（封止部）
　封止部２３は、水槽１のヒーター用開口７を封止すると共に、ヒーター３をヒーター用開口７に固定する。本実施形態の封止部２３は、ヒーター用フランジ１０に取り付けられるヒーター固定フランジ２５を有する。
　ヒーター固定フランジ２５は、ヒーター用フランジ１０にボルト及びナットによって取り付けられる。また、ヒーター固定フランジ２５とヒーター用フランジ１０との間には、隙間を封止するためのパッキンを挟み込んでもよい。
（発熱部）
　発熱部２４は、水槽１の中に直線的且つ水平に延びる棒状であることが好ましい。また、発熱部２４は、その表面に被処理液中の固形分が固着し難いように、円形断面を有することが好ましい。
　発熱部２４の長さとしては、水槽１の中に貯留した洗浄液を均等に加温するために、水槽１の発熱部２４の延在方向の幅よりも僅かに小さい程度とすることが好ましい。
　発熱部２４は、例えば保護管（シース）の中に発熱抵抗体を配置した電気ヒーターとすることができる。発熱部２４が保護管を有することで、固着した固形分を除去するメンテナンスがさらに容易となる。
　以上のような封止部２３及び発熱部２４を有するヒーター３としては、市販のフランジヒーターを使用することができる。
＜散気管＞
　散気管４は、空気を吐出して気泡を発生させる複数の散気孔を有する。さらに、散気管４は、パイプ２６と散気管固定フランジ２７とを有する。パイプ２６は、散気管用開口８を貫通し、膜モジュール２の中空糸膜１４の束の列方向に水平に延びている。散気管固定フランジ２７は、散気管用フランジ１２に取り付けられて散気管用開口８を封止する。このような構成とすれば、膜モジュール２を水槽１の中に配置したまま散気管４を水槽１から取り外すことができるので、散気管４のメンテナンスを容易に行うことができる。
　散気管４の材質は、例えばステンレス鋼、ポリプロピレン、耐熱塩化ビニル等が好ましい。これらは、耐熱性に優れているのでヒーター３の発生する熱によって劣化しにくく、耐薬品性を有するので、洗浄液によって劣化しにくいからである。
　散気管４は、当該濾過装置の濾過運転時には、膜モジュール２の中空糸膜１４に下方から気泡を供給する。気泡で中空糸膜を揺動させることにより、中空糸膜１４に被処理液中の不純物が付着して閉塞することを抑制することができる。
　また、散気管４は、当該濾過装置の洗浄時には、膜モジュール２の中空糸膜１４に下方から気泡を供給する。気泡で中空糸膜を揺動させることにより、中空糸膜１４に付着した不純物を除去する効果が促進する。
　散気管４は、水槽１の高さを小さくするためにヒーター３と水平方向に並んで配置してもよいが、ヒーター３の下方に配置することが好ましく、特にヒーター３の発熱部２４の直下に配置することが好ましい。散気管４をヒーター３の下方に配置することで、ヒーター３で加熱された洗浄液の対流を促進して洗浄効果を高めることができる。また、散気管４をヒーター３の下方に配置することで、発熱部２４に気泡を接触させて洗浄液中の不純物が発熱部２４に固着することを抑制し、ヒーター３による洗浄液の加温効率の低下を抑制する効果も得られる。散気管４をヒーター３の発熱部２４の直下に配置すれば、これらの効果をさらに高めることができる。
＜中空糸膜の洗浄方法＞
　当該濾過装置において、中空糸膜１４の洗浄は、本開示の一実施形態に係る中空糸膜の洗浄方法によって行うことができる。当該中空糸膜の洗浄方法は、水槽１から被処理液を排出する工程（被処理液排出工程）と、水槽１に洗浄液を供給する工程（洗浄液供給工程）と、ヒーター３により洗浄液を加温する工程（洗浄液加温工程）と、水槽１から洗浄液を排出する工程（洗浄液排出工程）と、膜モジュール２に残留した洗浄液を排出する工程（リンス工程）とを備える方法によって行うことができる。
（被処理液排出工程）
　被処理液排出工程では、排出ノズル９から水槽１内に貯留されている被処理液を排出する。このとき、底壁６が水平に対して傾斜しているので、水槽１の下部の被処理液の固形分が濃縮されてスラリー状となっていても、被処理液をスムーズに排出することができる。
（洗浄液供給工程）
　洗浄液供給工程では、水槽１に洗浄液を供給して、膜モジュール２の少なくとも中空糸膜１４を洗浄液中に浸漬する。
　洗浄液は、水槽１に直接供給してもよいが、加圧ポンプを用いて集液管１８を通して、ひいては中空糸膜１４を通して供給してもよい。つまり、中空糸膜１４を逆圧洗浄することによって水槽１に洗浄液を供給してもよい。
　洗浄液としては、中空糸膜１４の種類や、中空糸膜１４に付着する被処理液の不純物の種類等に応じて選択することができ、例えば酸、アルカリ、酸化剤、還元剤、キレート剤、界面活性剤等を挙げることができる。酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、クエン酸、シュウ酸等が好ましい。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が好ましい。酸化剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、過酸化水素、クロラミン等が好ましい。還元剤としては、重亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム等が好ましい。
（洗浄液加温工程）
　洗浄液加温工程では、ヒーター３によって洗浄液を加温し、洗浄液による中空糸膜１４の外表面及び膜内部に付着した不純物の溶解又は剥離を促進する。
　洗浄液加温工程において、散気管４から水槽１内に気泡を供給してもよい。散気管４からヒーター３の周囲に気泡を供給することによって、加温した洗浄液の対流を加速して中空糸膜１４の洗浄を促進することができる。また、散気管４から放出される気泡は、中空糸膜１４を揺動させることにより、付着物の剥離を促進して、中空糸膜１４の濾過能力の回復を助ける。さらに、散気管４から放出される気泡がヒーター３の表面に接触することで、ヒーター３表面への不純物固着を抑制し、加温する能力を維持することができる。ただし、例えば、洗浄液に次亜塩素酸ナトリウムを用いた場合には、散気管４から気泡を供給することで洗浄液中の有効塩素が気化して、洗浄効果が悪くなる可能性があるので、常時又は連続的でなく、間欠的に気泡を供給することが好ましい。また洗浄液中の成分に界面活性剤が含有している場合には、散気管４から気泡を供給すると界面活性剤由来の泡が多量発生して、水槽１上部から洗浄液が溢れる可能性があるので、常時又は連続的でなく、間欠的に気泡を供給することが好ましい。
　洗浄液の加熱温度（保持温度）は、膜モジュール２の各構成要素の耐熱温度等を考慮して設定され、例えば２０℃以上５０℃以下とすることができる。洗浄液を一定温度に保持する方法としては、水槽１内に温度検出器（図示していない）を設置して、温度検出器の検出温度と設定温度の差に基づいて、ヒーター３をＯＮ／ＯＦＦ制御する方法やＰＩＤ制御する方法が好ましい。
　洗浄液の加温時間（温度保持時間）としては、中空糸膜１４の濾過能力を十分に回復できるように選択すればよく、例えば１時間以上２４時間以下とすることができる。
（洗浄液排出工程）
　洗浄液排出工程では、洗浄液加温工程終了後に排出ノズル９から水槽１内に貯留されている使用済み洗浄液を排出する。このとき、底壁６が水平に対して傾斜しているので、水槽１の下部の使用済み洗浄液中の固形分が沈殿していても、使用済み洗浄液をスムーズに排出することができる。
（リンス工程）
　リンス工程では、加圧ポンプを用いて膜モジュール２を清澄液で逆圧洗浄し、中空糸膜１４の外表面及び内部に残存している洗浄液を洗い落とし、排出ノズル９から排出する。
　このリンス工程において、逆圧洗浄に使用する清澄液としては膜を目詰まりさせる不純物が含有していなければよく、例えば水道水、工業用水、濾過運転時の濾過液等を用いることができる。
＜利点＞
　当該濾過装置は、水槽１内の膜モジュール２の下方に配置されたヒーター３を備えることによって、水槽１中に貯留された洗浄液を加温することができる。これにより、低温環境下でも、複数本の中空糸膜１４を加温した洗浄液に浸漬して効率よく洗浄することができ、濾過能力を回復することができる。つまり、当該中空糸膜の洗浄方法は、中空糸膜１４を効率よく洗浄することができる。
［その他の実施形態］
　今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
　当該濾過装置において、ヒーターの封止部は、上記実施形態のようなフランジの他、例えばフェルール、ねじ、カムロック等、管路の接続やタンク等の開口の封止に用いられる他の公知の接続構造を有するものであってもよい。
　当該濾過装置において、水槽の開口には、ヒーターの封止部の構造に応じて、封止部と気密に接続可能な構成を設ければよい。例えば、上記実施形態と同様にヒーターの封止部がフランジである場合、水槽の開口には、ノズルを有しないパッドフランジ、植え込みボルト付フランジ等を設けてもよい。
　当該濾過装置において、膜モジュールは、フレームによらず例えば集水管又は集水管から延びる配管によって水槽中に吊り下げられてもよい。また、当該濾過装置は、水槽が膜モジュールを吊り下げ状態に保持する構成を有してもよい。
　当該濾過装置において、ヒーターは、水槽の側壁を貫通していなくともよい。例えばフレーム等に取り付けることにより、水槽内の膜モジュールの下方にヒーターを配置してもよい。
　当該濾過装置において、一対又は複数対のヒーターが突合わせ状態となるよう、水槽の対向する側壁にそれぞれ取り付けられてもよい。
　当該濾過装置において、散気管は必須の構成ではない。また、散気管は水槽の側壁を貫通していなくともよい。例えばフレーム等に取り付けることにより、水槽内の膜モジュールの下方に散気管を配置してもよい。
　当該中空糸膜の洗浄方法において、予め加温した洗浄液を供給してもよい。特に洗浄液により中空糸膜を逆圧洗浄する場合、加温した洗浄液を供給することによって洗浄効果をさらに向上させることができる。
１　水槽
２　膜モジュール
３　ヒーター
４　散気管
５　側壁
６　底壁
７　ヒーター用開口
８　散気管用開口
９　排出ノズル
１０　ヒーター用フランジ
１１　ヒーター用ノズル
１２　散気管用フランジ
１３　散気管用ノズル
１４　中空糸膜
１５　上側保持部材
１６　下側保持部材
１７　連結部材
１８　集液管
１９　フレーム
２０　分岐管
２１　集合管
２２　支持部
２３　封止部
２４　発熱部
２５　ヒーター固定フランジ
２６　パイプ
２７　散気管固定フランジ

Claims (7)

  1. 　被処理液を貯留する水槽と、
    　上下に引き揃えられた複数本の中空糸膜を有し、上記水槽内に配置された膜モジュールと、
    　上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置されたヒーターと
    　を備える濾過装置。
  2. 　上記ヒーターが封止部と発熱部とを備え、
    　上記封止部は上記水槽の側壁下部の開口を封止するように配置され、上記発熱部は上記封止部から前記膜モジュール下方に延在して配置された請求項１に記載の濾過装置。
  3. 　上記水槽の底壁が水平に対して傾斜している請求項１又は請求項２に記載の濾過装置。
  4. 　上記膜モジュールが吊り下げられて上記水槽内に保持されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の濾過装置。
  5. 　上記水槽内の上記膜モジュールの下方にさらに散気管が配置された請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の濾過装置。
  6. 　上記散気管が上記水槽の側壁下部に設けられた開口を貫通して水平に配置された請求項５に記載の濾過装置。
  7. 　被処理液を貯留する水槽と、
    　上下に引き揃えられた複数本の中空糸膜を有し、上記水槽内に配置された膜モジュールと、
    　上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置されたヒーターと、
    　上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置された散気管と
    　を備える濾過装置の上記中空糸膜を洗浄する方法であって、
    　洗浄液を上記水槽内に供給する工程と、
    　上記散気管から気泡を発生させて上記洗浄液を対流しつつ、上記洗浄液を上記ヒーターで加温して上記洗浄液を一定の温度に保持する工程と
    　を備える中空糸膜の洗浄方法。
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